Тормозные системы
- Статья опубликована 24.06.2014 17:36
- Последняя правка произведена 19.10.2015 15:15
От тормозных колодок и до ленточных тормозов.
Резкая необходимость в тормозных системах появилась еще со времен карет и повозок. Лошади быстро разгоняли экипажи, однако с резкой остановкой были проблемы.
Самые первыми тормозными механизмами стали тормозные колодки, которые под действием рычага, плотно прижимались к ободу колеса или даже к самой шине. Данный механизм торможения требовал больших усилий со стороны водителя, поэтому, с целью выигрыша в силе, стали использовать длинные рычаги.
Тормозные колодки - один из самых первых вариантов тормозных систем. При помощи рычага колодка прижималась к ободу колеса или к самой шине, замедляя ход экипажа.
По мере роста скоростей автомобилей данный механизм становился малоэффективным. Ему на смену пришли ленточные тормоза. Они работали по следующему принципу: на выходном валу коробки переключения передач устанавливался барабан, который охватывался стальной лентой. При помощи педали можно было регулировать угол обхвата барабана, чем больше угол, тем больше момент трения. Данный тормозной механизм уже не требовал от водителя больших усилий. Хотя ленточные тормоза не нашли дальнейшего распространения в автомобилестроении, они успешно используются в подъемных и транспортных механизмах.
На пути к совершенству, или первые дисковые тормоза.
В начале двадцатого века, а именно в 1902 году, Луи Рено модернизировал ленточные тормозные системы. Теперь они назывались барабанными тормозными механизмами. От своих предшественников они отличались тем, что теперь использовали полые барабаны, а сама колодка помещалась внутри них. Немного погодя, стали использовать две колодки, которые расходились в разные стороны внутри барабана и создавали трение, замедляя автомобиль.
В этом же году, английский конструктор Фредерик Ланчестер получил патент на дисковые тормоза. Все автомобили его марки стали оснащаться данными тормозами. Их выпускали всего 8 лет, с 1906 по 1914 года. Потом, из-за несовершенств механизма, перешли обратно на барабанные тормоза.
На фотографии представлены современные ленточные тормоза, снятые с Mersedes`а А-класса.
Изначально, все тормозные механизмы устанавливались исключительно на заднюю ось, поскольку установка их на передние колеса пока не представлялась возможной. Так же считали, что автомобиль, при резком торможении, может попросту перевернуться. Только при появлении гидравлики, стала возможной установка тормозов на ведущую ось. Первый автомобиль с тормозами, установленными на переднюю ось, стал Chysler 70 1924 года. Превосходство этой системы было очевидно. Во-первых, жидкость передает усилие во все точки системы. Во-вторых, гидравлическая система обладает большим коэффициентом полезного действия (95%). В-третьих, гораздо удобнее провести гидравлические магистрали, чем рычаги и тросы.
Тормозная система на современных автомобилей комбинированная, она использует и гидравлическую и механическую системы. Одна – для непосредственного торможения, а другая стояночная. На стоянке, система тросов удерживает автомобиль в неподвижном состоянии. Автомобили высшего класса оснащены электромеханическими системами торможения.
Гидравлическая система торможения требовала больших усилий от водителя и поэтому, в 1923 году, Луи Рено изобрел первый механический усилитель. Сегодня в обиходе вакуумные усилители, принцип которых основан на разряжениях во впускном коллекторе. Сильно изменилась и тормозная жидкость, ведь она должна соответствовать жестким требованиям. Состав не должен расширяться и закипать при нагревании, а также густеть на холоде.
Дисковые тормоза – заслуга летчиков?
После долгого затишья, о дисковых тормозах все-таки вспомнили. Авиационные инженеры оснащали ими шасси самолетов в период Второй мировой войны. Автомобильные тормозные диски, после существенных доработок, появились только в 1952 году. Изначально они устанавливались исключительно на спортивные автомобили, но затем пришли и в массовое производство. Первым гражданским автомобилем, с данной тормозной системой, стал Citroen DS19.
Наиболее распространенные среди велосипедистов тормоза V-brake. Принцип их действия схож с тормозными колодками, которые использовались на каретах.
Тормозные системы на современных автомобилях.
Современные автомобили оснащаются как дисковыми, так и барабанными тормозными механизмами. Область их использования различна, в виду их специфических особенностей, преимуществ и недостатков.
Преимуществом барабанных тормозов является простота их конструкции и дешевизна изготовления. Также они выигрывают и площадью контакта фрикционного материала. Передняя колодка непосредственно связана с задней, при увеличении трения передней колодки, увеличивается сила прижатия задней. Поэтому тормозное усилие возрастает. Но помимо преимуществ есть еще и недостатки. По причине трения, колодки в барабане нагреваются, что может стать причиной деформации. А это, в свою очередь, уменьшает площадь контакта барабана с фрикционным материалом. Из всего этого можно сделать вывод, что такие механизмы невозможно эксплуатировать в тяжелых условиях, когда необходимо динамичное и долгое их использование.
Дисковая система торможения обходится гораздо дороже, нежели барабанная. А все это из-за малой площади контакта, приходится использовать дополнительные усилители. И поскольку площадь контакта меньше, то давление, оказываемое на колодки, значительно больше, и они быстрее приходят в негодность. Однако на дисковых тормозах гораздо лучше теплоотдача, поскольку они имеют открытую конструкцию, но это делает их незащищенными от грязи, поэтому на не быстроходную военную технику чаще устанавливают барабанные тормозные системы.
На спортивных автомобилях нужен быстрый отвод тепла от тормозной системы, так были изобретены вентилируемые диски. Конструкция их очень проста: между двумя дисками располагается лопасть, отводящая тепло. За схожесть с бутербродом ее прозвали "Сэндвичем".
Грузовые автомобили также оснащаются дисковыми тормозами, разница только в их размерах. Убедится в этом, или даже приобрести себе грузовик можно на этом ресурсе. На ресурсе представлен широкий спектр грузовиков разных фирм.
Автомобильные дисковые тормоза, наиболее технологичные и распространенные в нынешнем автомобилестроении. На фотографиях видны специальные полости и канавки для отвода отработанного фрикционного материала и грязи.
Тормозные диски имеют полости, отверстия и канавки, которые способствуют снижению веса диска. Также они выполняют функцию отвода газов, образующихся в результате трения колодок о диск и понижающих эффективность работы тормозов. Шлицы также срезают нагар, который образуется от отработанного фрикционного материала.
В спортивных болидах и автомобилях применяются карбоновые (углеволокно) диски. Помимо своей легкости, к их преимуществам можно отнести и то, что они не изменяют своих механических свойств под воздействием высоких температур. Абсурд, но данные диски работают только при высоких температурах, вот почему пилотам "Формулы-1" необходимо прогревать их перед стартом.
Функции тормозов.
Современные тормозные системы, помимо основных своих функций, выполняют еще и косвенные. Например, на легких внедорожниках, благодаря электронике, они заменяют межколесные и межосевые дифференциалы. Тем самым они уверенно чувствуют себя на легком бездорожье. Но функции тормозных систем на этом не ограничиваются. Тормоза также удерживают траекторию движения автомобиля, притормаживавшая некоторые колеса.
Еще, тормоза предотвращают пробуксовку автомобиля на скользком покрытии, помогают преодолеть спуски и подъемы. Но самое главное в тормозной системе – это ее работоспособность и целостность элементов. Так что, если вы автомобилист, то никогда не пренебрегайте регулярно ее проверять.
Не знаете, где купить шины, посмотрите здесь - шины бу киев